(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に発光層を挟んで形成された第２電極と、を備えた発光素子形成基板と、前記発光素子形成基板の素子形成面側を覆う封止部材と、前記発光素子形成基板と封止部材との間隙に球状の衝撃緩衝部材とを有し、前記衝撃緩衝部材は前記発光層の非発光領域と前記封止部材との間に配置されることを特徴とする衝撃緩衝機能付電界発光デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃緩衝機能付電界発光デバイスにおいて、前記衝撃緩衝部材の径は、前記間隙の高さにほぼ等しいことを特徴とする衝撃緩衝機能付電界発光デバイス。
【請求項３】
基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に発光層を挟んで形成された第２電極と、を備えた発光素子形成基板の素子形成面側を覆う封止部材において、前記封止部材の前記発光素子形成基板との対向面側には、前記封止部材に接触するように球状の衝撃緩衝部材が形成されていることを特徴とする電界発光デバイス用の衝撃緩衝機能付封止部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界発光デバイス、特に電界発光デバイスの封止部分の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、電界発光素子（例えばエレクトロルミネッセンス素子：以下「ＥＬ素子」という）は、単一の素子をいい、一方電界発光デバイス（例えばエレクトロルミネッセンスデバイス：以下「ＥＬデバイス」という）は、上記ＥＬ素子を含み、１つの基板上に１つ以上のＥＬ素子が形成されているデバイスをいう。また、ＥＬ素子は、発光層に供される物質が無機化合物または有機化合物によって大別され、前者を無機ＥＬ素子、後者を有機ＥＬ素子という。
【０００３】
図６には、従来のＥＬデバイスの構造の一例が示されている。図６に示すように、ＥＬデバイス２００にのおいて、例えばガラス基板からなる基板１０の発光領域には、複数の第１電極１２が形成され、この第１電極１２の上には、無機化合物または有機化合物からなる発光素子層１６が形成され、更に発光素子層１６の上には、単一の第２電極１４が形成されている。そして、発光素子形成基板１８は、上記基板１０と、第１電極１２と、発光素子層１６と、第２電極１４とから構成されている。
【０００４】
ここで、第１電極１２は、例えば透明導電性材料のＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる電極（陽極）であり、第２電極は、金属電極（陰極）である。
【０００５】
更に、封止容器型の封止部材４２が、第２電極１４側から発光素子形成基板１８上方を覆うように被せられ、第２電極１４と封止部材４２とに間隙３０を有するようにして、封止部材４２の端部が、発光素子形成基板１８に樹脂等により接着される。ここで、上記間隙３０には、発光素子の吸湿による劣化を防止するために、減圧状態で窒素ガス等の不活性ガスやシリコンオイルなどが封入されている。
【０００６】
そして、上記ＥＬデバイス２００の発光素子層１６には、第１電極１２から正孔が、第２電極１４から電子が注入される。この注入された正孔と電子が、発光素子層１６内を移動して衝突、再結合を起こすことによって消滅し、また再結合して発生したエネルギーにより発光性分子が励起状態になり、発光が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示す従来のＥＬ素子及びＥＬデバイス２００は、第２電極１４と封止部材４２との間に間隙３０を有するため、外部からの機械的な振動や衝撃を受けた場合、封止部材４２が第２電極１４に向かって歪み、封止部材４２が第２電極１４に当たって第２電極１４や、その下層の発光素子層１６に損傷を与える可能性がある。
【０００８】
また、最終製品に調整する際に例えば５気圧で加圧する場合があるが、この場合も、封止部材４２がへこみ、やはり有機ＥＬ素子に損傷を与える可能性があった。有機ＥＬ素子は損傷を受けると、ダークスポット等を発生したり、劣化が早まったりと、表示品質の低下や装置寿命が短くなる等といった不具合が生ずる。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定した発光特性を維持し、長寿命化を図ることができる電界発光デバイスを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の衝撃緩衝機能付電界発光デバイス及び電界発光デバイス用の衝撃緩衝機能付封止部材は、以下の特徴を有する。
【００１１】
（１）基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に発光層を挟んで形成された第２電極と、を備えた発光素子形成基板と、前記発光素子形成基板の素子形成面側を覆う封止部材と、前記発光素子形成基板と封止部材との間隙に配置される衝撃緩衝部材と、を有する衝撃緩衝機能付電界発光デバイスである。
【００１２】
発光素子形成基板と封止部材との間隙に、衝撃緩衝部材を配置することによって、外部からの振動や衝撃が封止部材に加わったとしても、上記衝撃緩衝部材によって振動や衝撃を緩衝することができ、発光素子形成基板側に損傷を与えることを抑制させることができる。これにより、安定性を有し、長寿命のＥＬデバイスを提供することができる。
【００１３】
（２）上記（１）に記載の衝撃緩衝機能付電界発光デバイスにおいて、前記封止部材の前記発光素子形成基板との対向面側には、前記衝撃緩衝部材が突設又は固定されている衝撃緩衝機能付電界発光デバイスである。
【００１４】
上記衝撃緩衝部材が、軟質の場合には、発光素子形成基板の上方全面に衝撃緩衝部材を形成してもよいが、硬質の場合には、発光素子形成基板の発光領域を避け、非発光領域に衝撃緩衝部材が配置されていることが好ましい。硬質の衝撃緩衝部材では、外部から加わった力を分散することができるが、完全に衝撃等を緩衝することができないために、発光領域上には配置されていない方が好ましい。そこで、特に硬質の衝撃緩衝部材は、発光領域を外した領域に配置可能なように、予め封止部材の素子形成基板との対向面側に固定するか又は対向面側に突設することが好適である。
【００１５】
（３）基板上に形成された第１電極と、前記第１電極上に発光層を挟んで形成された第２電極と、を備えた発光素子形成基板の素子形成面側を覆う封止部材において、前記封止部材の前記発光素子形成基板との対向面側には、衝撃緩衝部材が突設又は固定されている電界発光デバイス用の衝撃緩衝機能付封止部材である。
【００１６】
例えば、発光素子形成基板上に、衝撃緩衝部材が裏面に予め固定されている封止部材を被せ固定することによって、外部からの振動や衝撃に強い、安定で長寿命のＥＬデバイスを提供することができる。或いは、封止部材にガラス基板等を用い、この封止部材にレジスト材料等によって、素子形成基板側に向かって柱状に突出させて衝撃緩衝部材を設けてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、従来のＥＬ素子及びＥＬデバイスと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１８】
実施の形態１．
図１には、本実施の形態のＥＬデバイス１００の構成の一例が示されている。上述したように、発光素子形成基板１８は、ガラス基板からなる基板１０上に透明導電性材料のＩＴＯ電極（陽極）からなる第１電極１２が複数個形成され、更に第１電極１２上に無機化合物または有機化合物からなる発光素子層１６が形成され、更に発光素子層１６上に単一の例えばアルミニウムからなる金属電極（陰極）の第２電極１４が形成されて成る。このようなデバイスにおいて、発光領域は、第１電極１２と第２電極１４とが発光素子層１６を挟んで対向する領域であり、図１において、第１電極１２の形成されていない領域は、非発光領域となる。
【００１９】
また、図示しないが、第１電極１２から引き出された引出端子と、第２電極１４から引き出された引出端子とが、外部電源に接続され、第１電極１２から第２電極１４に電流を流すことで、発光分子が励起され発光が生じる。
【００２０】
更に、本実施の形態におけるＥＬデバイス１００は、例えばＳＵＳのようなスチールまたはガラスからなる封止部材４０が、第２電極１４側から上述の発光素子形成基板１８を覆うように被せられる。その際に、第２電極１４と封止部材４０との間の間隙３０には、１つ以上の柱状の衝撃緩衝部材２０が挿入配置される。これにより、外部からの振動または衝撃が封止部材４０に加わったとしても、上述の衝撃緩衝部材２０が衝撃等を緩衝し更にスペーサとしての機能も有するため、封止部材４０が歪んで第２電極１４を損傷させるおそれがない。
【００２１】
また、第２電極１４と封止部材４０との間隙３０の距離は、通常２０μｍ以下である。従って、第２電極１４と封止部材４０との間に挿入配置される柱状の衝撃緩衝部材２０の高さは、２０μｍ以下、好ましくは２〜１０μｍである。
【００２２】
本実施の形態の衝撃緩衝部材２０が、軟質の材料からなる場合は、発光素子形成基板１８上のどこに配置してもよいが、硬質の材料からなる場合は、発光素子形成基板１８の発光領域を避けて他の領域に配置することが好ましい。
【００２３】
また、衝撃緩衝部材２０の材質は、絶縁性であることが好ましく、更に衝撃緩衝のよい例えばゴム状のものが好ましい。また、衝撃緩衝部材２０の材質は、ＥＬデバイス１００に封入される不活性ガスの流通性をよくするために、多孔質であることが好適であり、その材料としては、具体的に、日東本電工株式会社製の「ＭＩＣＲＯ−ＴＥＸ」（登録商標）やジャパンゴアテックス社の「ｅＰＴＦＥ」（商品名）が好ましい。上述のいずれも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であり、上述のいずれも水、塵の侵入を阻止するが空気等の気体は通す性質を有する。
【００２４】
また、衝撃緩衝部材２０に、乾燥剤、例えば炭酸カルシウム等を包含させて、衝撃緩衝機能に加え、乾燥機能を付加してもよい。上述したように、ＥＬデバイスは水分により劣化するため、衝撃緩衝部材２０に乾燥機能を付加することによって、別途乾燥剤をＥＬデバイス１００内に封入する必要がなくなり、ＥＬデバイス製造工程が簡略化されるとともに、更にＥＬデバイスの寿命を延ばすことができる。
【００２５】
また、衝撃緩衝部材２０は、その両端に両面テープを止めて、第２電極１４と封止部材４０に位置合わせして固定してもよい。かかる場合、例えばアライメントマーク等で位置合わせして発光領域を外して固定してもよい。また、後述するように、封止部材４０の裏面の所定の位置に、例えばエッチング等により孔を開け、この孔に両面テープ等の接着部材によって衝撃緩衝部材２０の一端を固着させたり、または直に衝撃緩衝部材２０を圧着させて、衝撃緩衝部材２０の他端を第２電極１４に当接させ、または衝撃時に当接するように、間隙３０に配置させてもよい。更に、衝撃緩衝部材２０は、例えば封止部材４０がガラス基板などから構成される場合に、レジスト層を該ガラス基板状に形成し、図１のように、ＥＬデバイス１００の発光領域に相当する部分をエッチング除去して形成しても良い。
【００２６】
また、ＥＬデバイス１００において、フルカラー化した場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ用のＥＬ素子でそれぞれ第２電極１４までの高さが異なることがある。かかる場合には、それぞれの高さに応じて、衝撃緩衝部材２０の高さを調節して位置合わせし、封止部材４０が歪まないように配置することが好ましい。
【００２７】
図２には、本実施の形態におけるＥＬ素子の構成の一例が示されている。なお、上述のＥＬデバイスと同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
図２に示すＥＬデバイスは、１デバイスに単一の発光領域を備える構成を有している。このＥＬデバイスにおいても上述のＥＬデバイスと同様に、柱状の衝撃緩衝部材２０が発光領域を外して形成されている。これにより、封止容器型の封止部材４２に対して外部から振動または衝撃が加わったとしても、衝撃緩衝部材２０が衝撃等を緩衝するために、封止部材４２が歪んで第２電極に当たり素子に損傷を与えることを防止することができる。
【００２９】
実施の形態２．
図３には、本実施の形態ＥＬデバイス１０２の構成の一例が示されている。なお、実施の形態１に示したＥＬデバイスの構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を省略する。
【００３０】
実施の形態１では、柱状の衝撃緩衝部材２０（図１）を用いたが、本実施の形態では、球状の衝撃緩衝部材２２を用いている。このような形状にすることによって、封止部材４０や第２電極１４との接触面積を小さくしつつ、衝撃緩衝性能を維持することができる。
【００３１】
本実施の形態の衝撃緩衝部材２２の径は、間隙３０の高さが、通常２０μｍ以下であることから、少なくとも２０μｍ以下、好ましくは２〜１０μｍである。また、衝撃緩衝部材２２が、軟質の材料からなる場合は、発光素子形成基板１８上のどこに配置してもよいが、硬質の材料からなる場合は、できれば発光素子形成基板１８の発光領域を避けて他の領域に配置することが好ましい。しかし、この球状の衝撃緩衝部材２２は、封止部材４０を第２電極１４との間に多数散布されていて、外力を分散することができるため、発光領域上に位置していてもそれほど問題とならない。
【００３２】
また、衝撃緩衝部材２２の材質および材料は、上述の実施の形態１の衝撃緩衝部材２０と同様である。また、衝撃緩衝部材２２に、乾燥剤、例えば炭酸カルシウム等を包含させて、衝撃緩衝機能に加え、乾燥機能を付加してもよい。
【００３３】
また、衝撃緩衝部材２２は、その両端に両面テープを止めて、第２電極１４と封止部材４０に位置合わせして固定してもよい。
【００３４】
更に、図４（ａ）に示すように、封止部材４０の裏面４４の所定の位置に、例えばエッチング等により孔４６を開け、図４（ｂ）に示すように、孔４６に両面テープ等の接着部材によって衝撃緩衝部材２２の一部を固着させたり、または直に衝撃緩衝部材２２を圧着させて、封止部材４０に衝撃緩衝部材２２を固定し、衝撃緩衝部材付封止部材を形成し、この衝撃緩衝部材付封止部材の裏面４４の端部４８に、図４（ｃ）に示すように高さ合わせしたレジスト柱７０を形成して、発光素子形成基板１８上に被せ、レジスト柱７０の末端を発光素子形成基板に樹脂等により接着固定させてもよい。なお、かかる場合、衝撃緩衝部材２２の他端部は、第２電極１４に当接させてもよく、または衝撃時に当接するように配置させてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態に係るＥＬデバイス１０２において、フルカラー化した場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ用のＥＬ素子でそれぞれ第２電極１４までの高さが異なる場合、上述同様、それぞれの高さに応じて、衝撃緩衝部材２２の粒径を調節して位置合わせし、封止部材４０が歪まないように挿入配置することが好ましい。
【００３６】
なお、本実施の形態では、ＥＬデバイスを用いて説明したが、ＥＬ素子においても、球状の衝撃緩衝部材を間隙３０に挿入配置して、衝撃緩衝等図ってもよい。また、図５に示す衝撃緩衝部材を固定してＥＬデバイスを封止する方法は、上述の実施の形態１及び後述する実施の形態３においても用いることができる。
【００３７】
実施の形態３．
図５には、本実施の形態のＥＬデバイス１０４の構成の一例が示されている。なお、実施の形態１に示したＥＬデバイスの構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を省略する。
【００３８】
実施の形態１では、柱状の衝撃緩衝部材２０（図１）を用いたが、本実施の形態では、少なくとも１枚の衝撃緩衝部材２４を用いている。このような形状にすることによって、外部からＥＬデバイス１０４のどこに衝撃が加わったとしても、均一に衝撃を緩衝することができる。
【００３９】
本実施の形態の衝撃緩衝部材２４の厚みは、間隙３０の高さが、通常２０μｍ以下であることから、少なくとも２０μｍ以下、好ましくは２〜１０μｍである。また、衝撃緩衝部材２４は、発光領域上にも配置されることから、軟質の材料であることが好ましい。
【００４０】
また、衝撃緩衝部材２４の材質および材料は、軟質であることを除き、上述の実施の形態１の衝撃緩衝部材２０と同様である。また、衝撃緩衝部材２４に、乾燥剤、例えば炭酸カルシウム等を包含させて、衝撃緩衝機能に加え、乾燥機能を付加してもよい。また、乾燥剤を包含しない場合には、図４に示すように、衝撃緩衝部材２４上面に、予め乾燥剤６０を載置するための空き領域を作るように両面テープ５２を貼り、一方空き領域に乾燥剤６０を載置して、この乾燥剤及び両面テープ付き衝撃緩衝部材２４を封止部材４０の裏面に貼着させてもよい。なお、衝撃緩衝部材２４の下面は、第２電極１４に当接させてもよく、または衝撃時に当接するように配置させてもよい。
【００４１】
また、ＥＬデバイス１０４において、フルカラー化した場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ用の素子でそれぞれ第２電極１４までの高さが異なることがある。かかる場合には、それぞれの高さに応じて、衝撃緩衝部材２４の厚みを部分的に変えて、封止部材４０が歪まないように挿入配置することが好ましい。
【００４２】
なお、本実施の形態では、ＥＬデバイスを用いて説明したが、ＥＬ素子においても、少なくとも１枚の衝撃緩衝部材を間隙に挿入配置して、衝撃緩衝等図ってもよい。
【００４３】
さらに、上述の各実施の形態は、例えば、アクティブマトリクス型ＥＬデバイスの場合にも適用できる。このアクティブマトリクス型ＥＬデバイスは、各画素に、例えば第１電極にソースが接続され、ドレインがＥＬ素子駆動電源に接続され、ゲートがスイッチング用薄膜トランジスタのソースに接続されたＥＬ素子駆動用薄膜トランジスタと、ドレインがデータ信号線に、ゲートがゲート信号線に接続されたスイッチング用薄膜トランジスタを備えて構成される。そして、このようなデバイスにおいても、上記同様の本発明の効果を得ることができる。またさらに、本発明において、電界発光デバイスは、蛍光表示管（ＶＦＤ）、ＬＥＤなどに採用しても同様の効果が得られる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、発光素子形成基板と封止部材との間隙に衝撃緩衝部材が配置されているので、封止部材に外部より振動または衝撃が加わったとしても、衝撃緩衝部材が衝撃等を緩衝するため、封止部材が歪み発光素子形成基板を損傷させるおそれがない。
【００４５】
また、衝撃緩衝部材を封止部材に予め固定又は封止部材から突出形成しておくことにより、ＥＬデバイスまたはＥＬ素子の機能を損なうことなく、均等に外部からの衝撃等を緩衝することができる。
【００４６】
従って、安定した長寿命のＥＬデバイスまたはＥＬ素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に示す電界発光デバイスの構成の一例を示す断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態１に示す電界発光素子の構成の一例を示す断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態２に示す電界発光デバイスの構成の一例を示す断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態２に示す電界発光デバイスの製造の一例を説明する図である。
【図５】  本発明の実施の形態３に示す電界発光デバイスの構成の一例を示す断面図である。
【図６】  従来の電界発光デバイスの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  基板、１２  第１電極、１４  第２電極、１６  発光素子層、１８  発光素子形成基板、２０  衝撃緩衝部材、３０  間隙、４０  封止部材、１００  電界発光デバイス。
【図１】
0004511072.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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